DE4427140C1

DE4427140C1 - Verfahren zur Herstellung eines hohlen Bauteils mittels des Innenhochdruckumformverfahrens und Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE4427140C1
Application number: DE19944427140
Authority: DE
Inventors: Uwe Von Der Dipl Ing Herberg
Original assignee: Fried Krupp AG Hoesch Krupp
Current assignee: ThyssenKrupp Technologies AG
Priority date: 1994-07-30
Filing date: 1994-07-30
Publication date: 1995-10-19
Anticipated expiration: 2014-07-31

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Patent anspruchs 1 sowie ein Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens.

Das vorgenannte Verfahren und Werkzeuge für die Durchführung des Verfahrens sind aus mehreren Druckschriften bekannt und in der DE 42 32 161 A1 zusammenfassend beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie ein Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welches eine einwandfreie Abdichtung zwischen dem Innenhochdruckumformwerkzeug und dem umzuformenden Bauteil während des Umformprozesses gewährleistet, wobei die Verbindung zyklisch herstell- und lösbar sein soll.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Verfahren bzw. Werkzeug durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 bzw. 4 angegebenen Merkmale gelöst. Zweckmäßige und vorteilhafte Verfahrensschritte bzw. Ausbildungen des Werkzeugs sind in den Patentansprüchen 2 und 3 bzw. 5 bis 7 angegeben.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird an der Schnittstelle zwischen Werkzeug und Platinen, an der extrem hohe Drücke auftreten (1000 bar und mehr), eine metallische Abdichtung zwischen dem Werkzeug und den Platinen erreicht. Diese metallische Abdichtung ergibt sich durch plastische Deformation und der damit verbundenen lokalen Verdichtung des Werkstoffs. Die dichte Verbindung zwischen Werkzeug und Platinen wird hierbei erst mit der Schließbewegung des Werkzeugs hergestellt und wird beim Öffnen des Werkzeugs wieder gelöst.

Durch die Ausgestaltung des Werkzeugs gemäß Patentanspruch 5 braucht bei eingetretenem Verschleiß nur der betreffende Anschlußein satz ausgewechselt zu werden.

Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 7 wird eine Verminderung der Blechstärke der Platinen in diesem Bereich herbeigeführt, die eine weitere Verdichtung des Werkstoffs zur Folge hat.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Werkzeugs sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Abschnitt eines Werkzeugs für die Herstellung eines hohlen Bauteils mittels des Innenhochdruckumform verfahrens, in geschlossenem Zustand, mit den darin befindlichen Platinen, in einem Längsschnitt;

Fig. 2 je einen Anschlußeinsatz für das Unterteil und das Oberteil des in Fig. 1 dargestellten Werkzeugs, bei offenem Werkzeug, in einem Längsschnitt;

Fig. 3 einen anderen Anschlußeinsatz für das Unterteil des in Fig. 1 dargestellten Werkzeugs, ebenfalls in einem Längsschnitt.

Das in Fig. 1 dargestellte Werkzeug 1 besteht aus einem Unterteil 1.U und einem Oberteil 1.O, zwischen denen sich ein mittels des Innenhochdruckumformverfahrens hergestelltes hohles Bauteil 2 befindet. Der Innenhochdruck wurde dabei durch ein hydraulisches Medium erzeugt, das über Leitungen 3, 4 und 5 zwischen die beiden das Bauteil 2 bildenden Platinen 6.U und 6.O zugeführt worden ist. In das Unterteil 1.U des Werkzeugs 1 ist ein Anschlußeinsatz 7.U eingesetzt, dessen dem Oberteil 1.O zugewandte Fläche 7.F die daran angrenzende Fläche 1.F des Unterteils 1.U des Werkzeugs 1 überragt.

Wie Fig. 2 zeigt, ist die untere Platine 6.U im Bereich der Zuführung des den Innenhochdruck erzeugenden hydraulischen Mediums mit einem Loch 8 versehen und weist im Bereich des Loches 8 einen nach unten gerichteten Kragen 9 auf. Der untere Anschlußeinsatz 7.U ist mit einem etwa halbkugelförmigen Vorsprung 10 versehen, der in das in der unteren Platine 6.U vorgesehene Loch 8 eingeführt wird. Dabei wird, da der halbkugelförmige Vorsprung 10 ein Übermaß gegenüber dem Loch 8 aufweist, das Loch 8 aufgeweitet. Der obere Anschlußeinsatz 7.O weist eine etwa kalottenförmige Mulde 11 auf, in die die obere Platine 6.O durch den halbkugelförmigen Vorsprung 10 einge drückt wird. In Abstand um den halbkugelförmigen Vorsprung 10 sind die beiden Anschlußeinsätze 7.U und 7.O mit ringförmig verlaufenden Zacken 12 versehen, die in die Platinen 6.U und 6.O ringförmig verlaufende Kerben prägen.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten unteren Anschlußeinsatz 7.U ist angedeutet, daß der halbkugelförmige Vorsprung 10 auch in Form eines Konus 13 nach unten auslaufen kann.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines hohlen Bauteils mittels des Innenhochdruckumformverfahrens aus einem Bauteil-Rohling, der aus zwei ebenen oder vorgeformten Platinen gebildet ist, die an ihren Rändern miteinander verbunden sind, in einem entsprechenden Werkzeug, wobei der zwischen den Platinen wirkende Innenhochdruck durch ein hydraulisches Medium erzeugt wird und während des Umformprozesses das Werkzeug gegenüber dem Bauteil-Rohling abgedichtet wird, dadurch gekennzeichnet

- daß die untere Platine (6.U) für die Zuführung des den Innenhochdruck erzeugenden hydraulischen Mediums mit einem Loch (8) versehen wird,
- daß bei der Schließbewegung des Werkzeugs (1) ein am Werkzeug vorgesehener Vorsprung (10), der ein Übermaß gegenüber dem Loch (8) in der unteren Platine (6.U) aufweist, in das Loch (8) eingeführt wird und dieses dabei aufweitet,
- und daß bei der Schließbewegung des Werkzeugs (1) die obere Platine (6.O) von dem Vorsprung (10) in eine im Oberteil (1.O) des Werkzeugs (1) vorgesehene entsprechende Mulde (11) gedrückt wird, wobei die obere Platine (6.O) bis zum Abschluß der Schließbewegung des Werkzeugs (1) plastisch verformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Loches (8) in die untere Platine (6.U) und/oder die obere Platine (6.O) ringförmig verlaufende Kerben eingeprägt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim oder nach dem Lochen die untere Platine (6.U) im Bereich des Loches (8) durch Prägen mit einem nach unten gerichteten Kragen (9) versehen wird.

4. Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem aus einem Oberteil und einem Unterteil bestehendem Gesenk, welches die Platinen aufnimmt, und mit einer Zuführung für das hydraulische Medium zwischen die Platinen, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Loches (8) das Unterteil (1.U) des Werkzeugs (1) einen etwa halbkugelförmigen Vorsprung (10) aufweist, der in das Loch (8) eingreift und ein übermaß gegenüber dem Loch (8) aufweist, und das Oberteil (1.O) des Werkzeugs (1) mit einer etwa kalottenförmigen Mulde (11) versehen ist.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der etwa halbkugelförmige Vorsprung (10) und/oder die etwa kalottenförmige Mulde (11) am bzw. in einem separaten Anschlußeinsatz (7.U, 7.O) angeordnet sind, wobei die Anschlußeinsätze (7.U, 7.O) im Unterteil (1.U) bzw. Oberteil (1.O) des Werkzeugs (1) eingesetzt sind.

6. Werkzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Abstand um den halbkugelförmigen Vorsprung (10) und/oder um die kalottenförmige Mulde (11) herum das Unterteil (1.U) bzw. das Oberteil (1.O) des Werkzeugs (1) bzw. des jeweils darin eingesetzten Anschlußeinsatzes (7.U, 7.O) mit mindestens einer ringförmig verlaufenden Zacke (12) versehen ist, die bei der Schließbewegung des Werkzeugs (1) in eine oder beide Platinen (6.U, 6.O) mindestens eine ringförmig verlaufende Kerbe prägt.

7. Werkzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der sich gegenüberliegenden Flächen (7.F) der Anschlußeinsätze (7.U, 7.O) die daran angrenzende Fläche (1.F) des Unterteils (1.U) bzw. des Oberteils (1.O) des Werkzeugs (1) überragt.